JP3539864B2

JP3539864B2 - Substrate cleaning device

Info

Publication number: JP3539864B2
Application number: JP10304898A
Authority: JP
Inventors: 和浩高橋; 由一加護
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JPH11297655A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄ブラシ等の洗浄具を基板に接触させつつ洗浄を行う基板洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用基板等の基板の表面を洗浄するために基板洗浄装置が用いられている。基板洗浄装置では、基板の処理過程で基板の表面に付着する微粒子を純水等の洗浄液や洗浄ブラシで除去する。
【０００３】
通常、ブラシ洗浄方式の基板洗浄装置では、基板を回転させつつ純水等の洗浄液を基板の表面に供給し、洗浄ブラシを自転させるかあるいは洗浄ブラシの回転を行わずに洗浄ブラシを基板に押しつけて洗浄ブラシを基板の中心部から外周部まで走査させる。これにより、基板の表面の全体が洗浄ブラシおよび洗浄液で洗浄される。
【０００４】
図５は従来の基板洗浄装置の主要部の構成を示す模式図である。図５において、基板洗浄装置は、洗浄ブラシ５１を保持するブラシ保持部材５０がエアシリンダ５２のロッド５３の先端に取り付けられ、エアシリンダ５２の動作により上下方向に移動可能に形成されている。
【０００５】
エアシリンダ５２にはエア供給管路５４が接続されており、洗浄ブラシ５１が基板の表面を押圧する荷重はエア供給管路５４を通して供給される圧縮空気の空気圧により調整される。また、基板洗浄装置には、基板に接触する洗浄ブラシ５１の荷重を検出するために、ロードセル１０、ロードセルアンプ５５、Ａ／Ｄ変換器５６、制御部５７および表示部５８が設けられている。
【０００６】
ロードセル１０はブラシ保持部材５０が下降した際に、ブラシ保持部材５０の垂下部５０ｃの先端が当接するように配置されており、垂下部５０ｃから受ける荷重をアナログ信号（検出信号）に変換して出力する。ロードセルアンプ５５は、ロードセル１０から出力された検出信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器５６はロードセルアンプ５５で増幅されたアナログの検出信号をデジタル信号に変換して制御部５７に出力する。
【０００７】
制御部５７は、ロードセル１０からのデジタル化された検出信号に基づいて洗浄ブラシ５１の荷重を算出し、表示部５８に表示させる。表示部５８は、洗浄ブラシ５１の荷重の値を表示する。これにより、作業者は洗浄ブラシ５１の荷重を確認することができる。
【０００８】
また、基板の洗浄時に洗浄ブラシ５１の荷重を正確に表示部５８に表示させるために、予めロードセルアンプ５５の出力調整が行われる。
【０００９】
ロードセルアンプ５５の出力調整時には、洗浄ブラシ５１の下方に荷重計測器６０を設置して洗浄ブラシ５１の下降時における荷重を測定する。同時に、洗浄ブラシ５１の荷重をロードセル１０により検出し、検出した洗浄ブラシ５１の荷重を表示部５８に表示させる。そして、荷重計測器６０による洗浄ブラシ５１の荷重の実測値と表示部５８に表示された洗浄ブラシ５１の荷重値とを比較し、両者の値が等しくなるようにロードセルアンプ５５の出力を調整する。以下、このロードセルアンプ５５の出力調整動作を具体的に説明する。
【００１０】
図６はロードセルの出力特性図である。図６の横軸Ｘ４はブラシ保持部材５０の垂下部５０ｃによってロードセル１０に加えられる荷重を示し、縦軸はその時のロードセル１０の出力電圧を示す。また、図６上端の横軸Ｘ５はロードセル１０に印加される荷重に対応する洗浄ブラシ５１の荷重の実測値を示している。
【００１１】
洗浄ブラシ５１を下降させると、洗浄ブラシ５１の先端が荷重計測器６０を押圧するとともに、ブラシ保持部材５０の垂下部５０ｃの先端がロードセル１０を押圧する。この場合、洗浄ブラシ５１と荷重計測器６０との位置関係と、ブラシ保持部材５０の垂下部５０ｃの先端とロードセル１０との位置関係が等しければ、洗浄ブラシ５１が荷重計測器６０に与える荷重と、ブラシアーム５１の垂下部５０ｃがロードセル１０に与える荷重とは等しくなるが、実際には両者は異なる場合が多い。このため、ロードセル１０は、ブラシ保持部材５０の垂下部５０ｃの先端から印加される荷重に応じて図６に示す出力特性に基づく出力電圧を有する検出信号をロードセルアンプ５５に出力する。
【００１２】
図７はロードセルアンプにおける出力電圧調整の説明図である。ロードセルアンプ５５では、ロードセル１０の出力特性に基づいて、洗浄ブラシ５１のブラシ荷重が０ｇの場合にロードセルアンプ５５からの出力電圧が１Ｖとなり、洗浄ブラシ５１のブラシ荷重が２００ｇの場合にロードセルアンプ５５からの出力電圧が５Ｖとなる増幅率をロードセル１０からの検出信号に与えるような増幅特性Ａが設定されている。そして、ロードセル１０からの検出信号は増幅特性Ａに従って増幅される。
【００１３】
例えば、ロードセル１０からの検出信号の出力電圧がＶ１の場合、ロードセルアンプ５５からの出力信号の出力電圧はＶ１１に増幅されて出力される。このロードセルアンプ５５からの出力信号はＡ／Ｄ変換器５６においてアナログ信号からデジタル信号に変換された後制御部５７に出力され、この出力信号に基づいて荷重値が算出される。そして、算出された荷重値が洗浄ブラシ５１の荷重として表示部５８に表示される。
【００１４】
この場合、表示部５８に表示された洗浄ブラシ５１の荷重と、荷重計測器６０により計測された洗浄ブラシ５１の荷重とは異なっている。そこで、作業者は、ロードセルアンプ５５のオフセット調整部を調整してロードセル１０からの検出信号にオフセットＸを与え、表示部５８に表示された洗浄ブラシ５１の荷重と荷重計測器６０により計測された洗浄ブラシ５１の荷重とを一致させる。これにより、ロードセルアンプ５５の出力調整が終了する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の基板洗浄装置では、ロードセルアンプ５５の出力電圧調整時において、表示部５８にロードセルアンプ５５の出力電圧に基づくブラシ荷重が表示できない場合があった。
【００１６】
例えば、図６および図７に示すように、ロードセル１０からの検出信号がＶ２のような場合には、ロードセルアンプ５５から１Ｖ以下の出力電圧Ｖ２２を有する増幅信号として出力される。このため、制御部５７において、出力電圧が１Ｖ以下の増幅信号に基づいて荷重を算出すると、荷重は負の値となり、この結果、表示部５８にはブラシ荷重が表示されないことになる。このため、作業者はこの時点でのブラシ荷重を確認することができないため、ロードセルアンプ５５の出力電圧のオフセット調整を行うことが困難となる。
【００１７】
また、図６に示すように、ロードセル１０の出力特性は線形領域Ｒ１のみならず、非線形領域Ｒ２を含んでいる。これに対し、ロードセルアンプ５５ではロードセル１０の出力特性が線形であると仮定して増幅特性Ａを設定している。このため、洗浄ブラシ５１のブラシ荷重の検出にロードセル１０の出力特性Ａの非線形領域Ｒ２が使用されている場合には、ロードセルアンプ５５からの出力値と、ロードセル１０による検出値とに誤差が生じ、ブラシ荷重の検出精度が低下するおそれがある。
【００１８】
本発明の目的は、洗浄ブラシの荷重検出を精度よくかつ確実に行うことが可能な基板洗浄装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る基板洗浄装置は、基板の洗浄を行う基板洗浄装置であって、基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段を回転駆動する駆動手段と、基板保持手段に保持された基板の表面に接触して押圧可能に設けられた洗浄具と、洗浄具が基板に与える荷重に対応する検出信号を出力する検出手段と、検出手段から出力された検出信号を増幅する増幅手段と、増幅手段からの出力信号に基づいて洗浄具が基板に与える荷重を算出する算出手段と、算出手段により算出された荷重および増幅手段からの出力信号の値を表示する表示手段とを備えたものである。
【００２０】
第１の発明に係る基板洗浄装置においては、作業者は、洗浄具が基板に与える荷重を表示手段に表示された荷重値から確認できることに加えて、増幅手段からの出力信号を直接確認することが可能となる。それにより、検出手段からの検出信号が不所望の値となって洗浄具が基板に与える荷重が表示手段で確認できない場合でも、増幅手段からの出力信号を確認することにより、オフセット調整部により検出手段に所定のオフセットを与える調整作業を行うことができる。その結果、オフセット調整を確実に行うことができ、洗浄具が基板に与える荷重を正確に検出することができる。
【００２１】
また、表示手段に表示された増幅手段からの出力信号を確認することにより、検出手段が有する検出特性の良好な領域を利用して洗浄具が基板に与える荷重を検出するように検出手段を調整することができる。これにより、洗浄具が基板に与える荷重の検出を高精度で行うことができる。
【００２２】
第２の発明に係る基板洗浄装置は、第１の発明に係る基板洗浄装置の構成において、検出手段が、検出信号をアナログ信号として出力し、アナログ信号をデジタル信号に変換して算出手段に出力する信号変換手段をさらに備えたものである。
【００２３】
この場合、信号変換手段は、アナログの検出信号をデジタル信号に変換し、表示手段がデジタル信号に変換された検出信号に基づいて洗浄具が基板に与える荷重を表示することによって、作業者が洗浄具の荷重を容易に確認することができる。
第３の発明に係る基板洗浄装置は、第１または第２の発明に係る基板洗浄装置の構成において、検出手段が非線形領域を含む出力特性で検出信号を出力するとともに、増幅手段が検出信号の出力特性が線形特性であるとの仮定に基づき設定された増幅特性にしたがって増幅するものである。
この場合、検出手段が非線形領域を含む出力特性で出力した検出信号が増幅手段により検出信号が線形特性であるとの仮定に基づいて増幅出力された出力信号と、算出手段により算出された荷重が表示手段に表示される。
それにより、検出手段が非線形領域または線形領域のいずれの出力特性を利用して荷重の検出を行っていることがわかる。その結果、洗浄具が基板に与える荷重の検出を高精度で行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例による基板洗浄装置の主要部の構成を示す模式図である。基板洗浄装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する基板保持部７と、基板保持部７を回転駆動するモータ８と、鉛直方向に延びるアーム軸２の上端に水平方向に形成されたブラシアーム１とを備える。
【００２５】
アーム軸２は、その下端に駆動機構（図示せず）が接続されており、駆動機構の動作により上下方向に移動可能かつ鉛直方向の軸の回りに回動可能に形成されている。このアーム軸２の上下動および回転動作に伴ってブラシアーム１が上下移動および回動動作を行う。
【００２６】
ブラシアーム１の内部にはブラシ保持部材３が設けられている。ブラシ保持部材３は、シャフト部３ａと水平部３ｂと垂下部３ｃとからなるコの字状に形成されている。シャフト部３ａの下端には洗浄ブラシ４が取付けられている。また、ブラシ保持部材３のシャフト部３ａは、ブラシアーム１に設けられたベアリング（図示せず）により上下移動自在に支持されている。これにより、ブラシ保持部材３はブラシアーム１に対して相対的に上下方向に移動自在に支持される。
【００２７】
さらに、ブラシ保持部材３の水平部３ｂの上端には、エアシリンダ５のロッド６が連結されている。また、エアシリンダ５はブラシアーム１に固定されている。
【００２８】
また、ブラシ保持部材３の垂下部３ｃの下方にはロードセル１０が配置されている。エアシリンダ５のロッド６が伸長すると、ブラシ保持部材３が下降し、洗浄ブラシ４が基板Ｗの表面に当接して押圧する。同時に、ブラシ保持部材３の垂下部３ｃの下端がロードセル１０に接触して押圧する。
【００２９】
ロードセル１０は、ブラシ保持部材３の垂下部３ｃにより押圧され、その押圧力（荷重）を検出し、アナログの検出信号を出力する。ロードセル１０の出力側にはロードセルアンプ１１、Ａ／Ｄ変換器１２、制御部１３および表示部１４が設けられている。
【００３０】
ロードセルアンプ１１はロードセル１０から出力される検出信号を受け取り、オフセットを与えるとともに増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換器１２はロードセルアンプ１１から出力される増幅信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。
【００３１】
制御部１３は、Ａ／Ｄ変換器１２から出力された増幅信号を受け取る。そして、増幅信号に基づいて洗浄ブラシ４が基板Ｗに与える荷重値を算出し、ロードセルアンプ１１から出力される増幅信号とともに表示部１４に出力する。
【００３２】
表示部１４は増幅信号および算出された荷重値に基づいてロードセル１０の検出信号に基づくロードセルアンプ１１からの増幅信号の値および洗浄ブラシ４の荷重を表示する。図２は表示部１４の表示画面を示す模式図である。図２に示すように、表示部１４ではロードセル１０が検出したアナログの検出信号に基づいてロードセルアンプ１１が増幅した増幅信号の値をデジタル化して表示するロードセルアナログ値の欄２０および洗浄ブラシ４の荷重を表示するブラシ荷重計算値の欄２１が設けられている。
【００３３】
また、制御部１３は、外部から入力される洗浄ブラシ４の荷重の制御情報に基づいてエアシリンダ５へ供給する圧縮空気１９の空気圧の制御信号を生成して出力する。Ｄ／Ａ変換器１５は制御部１３からの制御信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、電空レギュレータ１６に出力する。
【００３４】
エアシリンダ５に接続されるエア供給管路１８には電空レギュレータ１６，１７が設けられている。電空レギュレータ１６はＤ／Ａ変換器１５からの制御信号に基づいてエア供給管路１８を通過する圧縮空気１９の空気圧を調整する。これにより、エアシリンダ５のロッド６の伸長力が調整され、洗浄ブラシ４の荷重が所定の値に調整される。
【００３５】
本実施例においては、基板保持部７が本発明の基板保持手段に相当し、モータ８が駆動手段に相当し、洗浄ブラシ４が洗浄具に相当し、ロードセル１０が検出手段に相当し、ロードセルアンプ１１が増幅手段に相当し、制御部１３が制御手段および算出手段に相当し、表示部１４が表示手段に相当し、Ａ／Ｄ変換器１２が信号変換手段に相当する。
【００３６】
次に、上記構成を有する基板洗浄装置におけるロードセルアンプ１１の出力調整動作について説明する。
【００３７】
ロードセルアンプ１１の出力調整時には、洗浄ブラシ４の下方に荷重計測器６０（図５参照）を設置して洗浄ブラシ４の下降時における荷重を測定する。同時に、洗浄ブラシ４の荷重をロードセル１０により検出し、検出した洗浄ブラシ４の荷重を表示部１４に表示させる。そして、荷重計測器６０による洗浄ブラシ４の荷重の実測値と表示部１４に表示された洗浄ブラシ４の荷重値とを比較し、両者の値が等しくなるようにロードセルアンプ１１の出力を調整する。以下、このロードセルアンプ１１の出力調整動作を具体的に説明する。
【００３８】
図３はロードセルの出力特性図である。図３の横軸Ｘ１はブラシ保持部材３の垂下部３ｃによってロードセル１０に加えられる荷重を示し、縦軸はその時のロードセル１０の出力電圧を示す。また、図３上端の横軸Ｘ２はロードセル１０に印加される荷重に対応する洗浄ブラシ４の荷重の実測値を示している。
【００３９】
洗浄ブラシ４を下降させると、洗浄ブラシ４の先端が荷重計測器６０を押圧するとともに、ブラシ保持部材３の垂下部３ｃの先端がロードセル１０を押圧する。ロードセル１０は、ブラシ保持部材３の垂下部３ｃの先端から印加される荷重に応じて図３に示す出力特性に基づく出力電圧を有する検出信号をロードセルアンプ１１に出力する。
【００４０】
図４はロードセルアンプにおける出力電圧調整の説明図である。ロードセルアンプ１１では、ロードセル１０の線形の出力特性に基づいて、洗浄ブラシ４のブラシ荷重が０ｇの場合にロードセルアンプ１１からの出力電圧が１Ｖとなり、洗浄ブラシ４のブラシ荷重が２００ｇの場合にロードセルアンプ１１からの出力電圧が５Ｖとなる増幅率をロードセル１０からの検出信号に与えるようなブラシ荷重の増加に対応した線形の増幅特性Ａが設定されている。そして、ロードセル１０からの検出信号は増幅特性Ａに従って増幅される。
【００４１】
例えば、図３および図４において、ロードセル１０からの検出信号の出力電圧がＶａの場合、ロードセルアンプ１１からの出力信号の出力電圧はＶａ１に増幅されて出力される。このロードセルアンプ１１からの出力信号はＡ／Ｄ変換器１２においてアナログ信号からデジタル信号に変換された後、制御部１３に出力され、この出力信号に基づいて荷重値が算出される。そして、算出された荷重値が洗浄ブラシ４の荷重として表示部１４に表示される。
【００４２】
しかしながら、上記の例では、ロードセルアンプ１１からの出力信号の電圧Ｖａ１は、１Ｖ以下であるため、この出力電圧Ｖａ１に基づいて荷重を算出すると負の荷重値となる。これは、制御部１３ではロードセルアンプ１１からの出力信号の出力電圧が１Ｖのときに荷重値が０ｇとなるように荷重値を算出するからである。このため、図２の表示部１４のブラシ荷重計算値の欄２１には荷重値が表示されない。
【００４３】
一方、ロードセル１０の検出信号は、ロードセルアンプ１１、Ａ／Ｄ変換器１２および制御部１３を通して表示部１４のロードセルアナログ値の欄２０に表示される。このため、作業者は、このロードセルアナログ値の欄２０を参照してロードセル１０に印加された荷重の値を把握することができる。それによって、作業者はブラシ荷重の計算値が表示されない場合であっても、ロードセルアンプ１１のオフセット調整部を用いてロードセル１１からの検出信号にオフセットを与えることができる。
【００４４】
なお、ロードセルアンプ１１の出力電圧が１Ｖ以上となる場合、例えばロードセル１０の出力電圧がＶｂでロードセルアンプ１１の出力電圧がＶｂ１の場合には、表示部１４のブラシ荷重計算値の欄２１に検出した洗浄ブラシ４の荷重値が表示される。この場合、表示部１４に表示された洗浄ブラシ４の荷重値と、荷重計測器６０により計測された洗浄ブラシ４の荷重とは異なっている。そこで、作業者は、ロードセルアンプ１１のオフセット調整部を調整してロードセル１０からの検出信号にオフセットＸを与え、ロードセルアンプ１１の出力電圧Ｖｂ２に基づいて表示部１４に表示された洗浄ブラシ４の荷重と荷重計測器６０により計測された洗浄ブラシ４の荷重とを一致させる。これにより、ロードセルアンプ５５の出力調整が終了する。
【００４５】
このように、表示部１４にロードセルアナログ値の欄２０を設けることにより、ロードセル１０からの検出信号の値が小さくてロードセルアンプ１１からの出力信号の出力電圧が１Ｖ未満となる場合であって、作業者がロードセル１０から出力される検出信号の大きさを確認してロードセルアンプ１１のオフセット調整を適切に行うことができる。
【００４６】
さらに、表示部１４のロードセルアナログ値の欄２０にロードセル１０の検出信号の値が表示されることにより、作業者は、現在ロードセル１０の出力特性のどの領域を利用して荷重の検出が行われているかを確認することができる。
【００４７】
例えば、図３において、ロードセル１０に印加される荷重と洗浄ブラシ４が基板（または荷重計測器６０）に与える実際の荷重との関係が図３の横軸Ｘ１とＸ２の関係となる場合には、ロードセル１０では出力特性の非線形領域Ｒ２を利用して荷重の検出を行っていることを確認することができる。この場合には、非線形領域の特性に基づくロードセル１０からの検出信号と、ロードセル１０の出力特性が線形特性であるとの仮定に基づいて増幅特性を設定したロードセルアンプ１１での増幅信号との間に誤差が生じ易い。
【００４８】
そこで、作業者は、ロードセル１０とブラシ保持部材３の垂下部３ｃとの位置関係を調整し、ロードセル１０に印加される荷重と洗浄ブラシ４が基板（荷重計測器６０）に与える実際の荷重との関係が図３の横軸Ｘ１とＸ３の関係となるように調整することができる。そして、この場合には、ロードセル１０の出力特性の直線領域Ｒ１を利用して荷重の検出を行うことができるので、検出精度を向上することができる。
【００４９】
さらに、表示部１４のロードセルアナログ値の欄２０にロードセル１０の検出信号に基づくロードセルアンプ１１からの増幅信号の値が表示されることにより、作業者がロードセル１０の故障の発生を容易に確認することができる。
【００５０】
なお、上記実施例においては、ロードセルアンプ１１の出力側にＡ／Ｄ変換器１２を配置しているが、このＡ／Ｄ変換器１２を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例による基板洗浄装置の主要部の構成を示す模式図である。
【図２】表示部の表示画面を示す模式図である。
【図３】ロードセルの出力特性図である。
【図４】ロードセルアンプにおける出力電圧調整の説明図である。
【図５】従来の基板洗浄装置の主要部の構成を示す模式図である。
【図６】ロードセルの出力特性図である。
【図７】ロードセルアンプにおける出力電圧調整の説明図である。
【符号の説明】
１ブラシアーム
３ブラシ保持部材
４洗浄ブラシ
５エアシリンダ
１０ロードセル
１１ロードセルアンプ
１２Ａ／Ｄ変換器
１３制御部
１４表示部
２０ロードセルアナログ値の欄
２１ブラシ荷重計算値の欄[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate cleaning apparatus that performs cleaning while bringing a cleaning tool such as a cleaning brush into contact with a substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A substrate cleaning apparatus is used for cleaning a surface of a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, and a substrate for a photomask. In the substrate cleaning apparatus, fine particles adhering to the surface of the substrate during the processing of the substrate are removed with a cleaning liquid such as pure water or a cleaning brush.
[0003]
Usually, in a brush cleaning type substrate cleaning apparatus, a cleaning liquid such as pure water is supplied to the surface of the substrate while rotating the substrate, and the cleaning brush is rotated on its own or the cleaning brush is pressed against the substrate without rotating the cleaning brush. Then, the cleaning brush is scanned from the center to the outer periphery of the substrate. Thus, the entire surface of the substrate is cleaned with the cleaning brush and the cleaning liquid.
[0004]
FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a main part of a conventional substrate cleaning apparatus. In FIG. 5, the substrate cleaning apparatus has a brush holding member 50 for holding a cleaning brush 51 attached to a tip of a rod 53 of an air cylinder 52, and is formed so as to be vertically movable by the operation of the air cylinder 52.
[0005]
An air supply pipe 54 is connected to the air cylinder 52, and the load of the cleaning brush 51 pressing the surface of the substrate is adjusted by the air pressure of the compressed air supplied through the air supply pipe 54. In addition, the substrate cleaning apparatus is provided with a load cell 10, a load cell amplifier 55, an A / D converter 56, a control unit 57, and a display unit 58 in order to detect the load of the cleaning brush 51 contacting the substrate.
[0006]
The load cell 10 is arranged so that the tip of the hanging portion 50c of the brush holding member 50 contacts when the brush holding member 50 descends, and converts the load received from the hanging portion 50c into an analog signal (detection signal). Output. The load cell amplifier 55 amplifies the detection signal output from the load cell 10. The A / D converter 56 converts the analog detection signal amplified by the load cell amplifier 55 into a digital signal and outputs the digital signal to the control unit 57.
[0007]
The control unit 57 calculates the load of the cleaning brush 51 based on the digitized detection signal from the load cell 10 and causes the display unit 58 to display the load. The display unit 58 displays the value of the load of the cleaning brush 51. Thereby, the operator can check the load of the cleaning brush 51.
[0008]
In addition, in order to accurately display the load of the cleaning brush 51 on the display unit 58 when cleaning the substrate, the output of the load cell amplifier 55 is adjusted in advance.
[0009]
When the output of the load cell amplifier 55 is adjusted, the load measuring device 60 is installed below the cleaning brush 51 to measure the load when the cleaning brush 51 is lowered. At the same time, the load of the cleaning brush 51 is detected by the load cell 10, and the detected load of the cleaning brush 51 is displayed on the display unit 58. Then, the measured value of the load of the cleaning brush 51 by the load measuring device 60 is compared with the load value of the cleaning brush 51 displayed on the display unit 58, and the output of the load cell amplifier 55 is adjusted so that both values are equal. . Hereinafter, the output adjustment operation of the load cell amplifier 55 will be specifically described.
[0010]
FIG. 6 is an output characteristic diagram of the load cell. The horizontal axis X4 in FIG. 6 indicates the load applied to the load cell 10 by the hanging portion 50c of the brush holding member 50, and the vertical axis indicates the output voltage of the load cell 10 at that time. In addition, the horizontal axis X5 at the upper end of FIG. 6 indicates the actually measured value of the load of the cleaning brush 51 corresponding to the load applied to the load cell 10.
[0011]
When the cleaning brush 51 is lowered, the tip of the cleaning brush 51 presses the load measuring device 60, and the tip of the hanging portion 50 c of the brush holding member 50 presses the load cell 10. In this case, if the positional relationship between the cleaning brush 51 and the load measuring device 60 is equal to the positional relationship between the tip of the hanging portion 50c of the brush holding member 50 and the load cell 10, the load applied by the cleaning brush 51 to the load measuring device 60 Although the load applied to the load cell 10 by the hanging portion 50c of the brush arm 51 is equal to the load cell 10, the two are actually different in many cases. Therefore, the load cell 10 outputs a detection signal having an output voltage based on the output characteristic shown in FIG. 6 to the load cell amplifier 55 according to the load applied from the tip of the hanging portion 50c of the brush holding member 50.
[0012]
FIG. 7 is an explanatory diagram of the output voltage adjustment in the load cell amplifier. In the load cell amplifier 55, based on the output characteristics of the load cell 10, the output voltage from the load cell amplifier 55 becomes 1 V when the brush load of the cleaning brush 51 is 0 g, and the load cell amplifier 55 when the brush load of the cleaning brush 51 is 200 g. The amplification characteristic A is set such that the amplification factor at which the output voltage from the load cell 10 becomes 5 V is given to the detection signal from the load cell 10. Then, the detection signal from the load cell 10 is amplified according to the amplification characteristic A.
[0013]
For example, when the output voltage of the detection signal from the load cell 10 is V1, the output voltage of the output signal from the load cell amplifier 55 is amplified to V11 and output. The output signal from the load cell amplifier 55 is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 56, and then output to the control unit 57, and the load value is calculated based on the output signal. Then, the calculated load value is displayed on the display unit 58 as the load of the cleaning brush 51.
[0014]
In this case, the load of the cleaning brush 51 displayed on the display unit 58 is different from the load of the cleaning brush 51 measured by the load measuring device 60. Then, the operator adjusts the offset adjustment unit of the load cell amplifier 55 to give the detection signal from the load cell 10 an offset X, and the load of the cleaning brush 51 displayed on the display unit 58 and the load measurement device 60 measure the load. The load of the cleaning brush 51 is matched. Thus, the output adjustment of the load cell amplifier 55 ends.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described substrate cleaning apparatus, the brush load based on the output voltage of the load cell amplifier 55 may not be displayed on the display unit 58 when the output voltage of the load cell amplifier 55 is adjusted.
[0016]
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, when the detection signal from the load cell 10 is V2, the load cell amplifier 55 outputs it as an amplified signal having an output voltage V22 of 1 V or less. Therefore, when the control unit 57 calculates the load based on the amplified signal whose output voltage is 1 V or less, the load becomes a negative value, and as a result, the brush load is not displayed on the display unit 58. For this reason, the operator cannot confirm the brush load at this time, and it becomes difficult to adjust the offset of the output voltage of the load cell amplifier 55.
[0017]
As shown in FIG. 6, the output characteristics of the load cell 10 include not only the linear region R1 but also the nonlinear region R2. On the other hand, in the load cell amplifier 55, the amplification characteristic A is set on the assumption that the output characteristic of the load cell 10 is linear. Therefore, when the non-linear region R2 of the output characteristic A of the load cell 10 is used for detecting the brush load of the cleaning brush 51, an error occurs between the output value from the load cell amplifier 55 and the value detected by the load cell 10. However, there is a possibility that the detection accuracy of the brush load is reduced.
[0018]
An object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus capable of accurately and reliably detecting a load of a cleaning brush.
[0019]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
A substrate cleaning apparatus according to a first aspect of the present invention is a substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate, wherein the substrate is held by the substrate holding means for holding the substrate, a driving means for rotating the substrate holding means, and a substrate holding means. A cleaning tool provided in contact with the surface of the substrate so as to be able to be pressed, a detection unit that outputs a detection signal corresponding to a load applied to the substrate by the cleaning tool, and an amplification unit that amplifies the detection signal output from the detection unit. Calculating means for calculating the load applied to the substrate by the cleaning tool based on the output signal from the amplifying means, and display means for displaying the load calculated by the calculating means and the value of the output signal from the amplifying means. It is.
[0020]
In the substrate cleaning apparatus according to the first invention, work artisan, the cleaning tool in addition to being able to confirm from the displayed load value on the display means a load applied to the substrate, to check the output signal from the amplifying means directly Becomes possible. Thus, even when the detection signal from the detection means has an undesired value and the load applied to the substrate by the cleaning tool cannot be confirmed by the display means, the output signal from the amplification means is confirmed by the offset adjustment unit. An adjusting operation for giving a predetermined offset to the means can be performed. As a result, the offset adjustment can be reliably performed, and the load applied to the substrate by the cleaning tool can be accurately detected.
[0021]
Also, by checking the output signal from the amplifying means displayed on the display means, the detecting means is adjusted so as to detect the load applied to the substrate by the cleaning tool by utilizing the area having good detection characteristics of the detecting means. can do. Thus, the load applied to the substrate by the cleaning tool can be detected with high accuracy .
[0022]
In the substrate cleaning apparatus according to a second aspect, in the configuration of the substrate cleaning apparatus according to the first aspect, the detection unit outputs the detection signal as an analog signal, converts the analog signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the calculation unit. And a signal conversion means for performing the conversion.
[0023]
In this case, the signal conversion means converts the analog detection signal into a digital signal, and the display means displays the load applied to the substrate by the cleaning tool based on the detection signal converted into the digital signal, so that the operator can perform cleaning. The load of the tool can be easily confirmed.
In the substrate cleaning apparatus according to a third aspect, in the configuration of the substrate cleaning apparatus according to the first or second aspect, the detection unit outputs a detection signal with an output characteristic including a non-linear region, and the amplification unit outputs the detection signal. Amplification is performed according to amplification characteristics set based on the assumption that the output characteristics are linear characteristics.
In this case, the detection signal output by the detection unit with the output characteristic including the non-linear region is amplified by the amplification unit based on the assumption that the detection signal has a linear characteristic, and the load calculated by the calculation unit is calculated. It is displayed on the display means.
This indicates that the detection means detects the load using the output characteristics in either the nonlinear region or the linear region. As a result, the load applied to the substrate by the cleaning tool can be detected with high accuracy.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a substrate cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. The substrate cleaning apparatus includes a substrate holding unit 7 for holding a substrate W in a horizontal posture, a motor 8 for driving the substrate holding unit 7 to rotate, and a brush arm 1 horizontally formed on an upper end of an arm shaft 2 extending in a vertical direction. And
[0025]
A drive mechanism (not shown) is connected to the lower end of the arm shaft 2, and is formed so as to be movable up and down and rotatable about a vertical axis by the operation of the drive mechanism. The brush arm 1 moves up and down and pivots with the vertical movement and rotation of the arm shaft 2.
[0026]
A brush holding member 3 is provided inside the brush arm 1. The brush holding member 3 is formed in a U-shape including a shaft portion 3a, a horizontal portion 3b, and a hanging portion 3c. A cleaning brush 4 is attached to a lower end of the shaft portion 3a. The shaft portion 3a of the brush holding member 3 is supported by a bearing (not shown) provided on the brush arm 1 so as to be vertically movable. As a result, the brush holding member 3 is supported movably in the vertical direction relative to the brush arm 1.
[0027]
Further, a rod 6 of an air cylinder 5 is connected to an upper end of the horizontal portion 3b of the brush holding member 3. The air cylinder 5 is fixed to the brush arm 1.
[0028]
Further, a load cell 10 is disposed below the hanging part 3c of the brush holding member 3. When the rod 6 of the air cylinder 5 extends, the brush holding member 3 descends, and the cleaning brush 4 comes into contact with and presses the surface of the substrate W. At the same time, the lower end of the hanging part 3c of the brush holding member 3 comes into contact with the load cell 10 and presses it.
[0029]
The load cell 10 is pressed by the hanging portion 3c of the brush holding member 3, detects the pressing force (load), and outputs an analog detection signal. On the output side of the load cell 10, a load cell amplifier 11, an A / D converter 12, a control unit 13, and a display unit 14 are provided.
[0030]
The load cell amplifier 11 receives the detection signal output from the load cell 10, gives an offset, amplifies and outputs the amplified signal. The A / D converter 12 converts the amplified signal output from the load cell amplifier 11 from an analog signal to a digital signal and outputs the signal.
[0031]
The control unit 13 receives the amplified signal output from the A / D converter 12. Then, a load value applied to the substrate W by the cleaning brush 4 is calculated based on the amplified signal, and is output to the display unit 14 together with the amplified signal output from the load cell amplifier 11.
[0032]
The display unit 14 displays the value of the amplified signal from the load cell amplifier 11 based on the detection signal of the load cell 10 and the load of the cleaning brush 4 based on the amplified signal and the calculated load value. FIG. 2 is a schematic diagram showing a display screen of the display unit 14. As shown in FIG. 2, the display unit 14 digitizes the value of the amplified signal amplified by the load cell amplifier 11 based on the analog detection signal detected by the load cell 10 and displays the column 20 of the load cell analog value and the cleaning brush 4. A column 21 of calculated brush load value for displaying the load is provided.
[0033]
Further, the control unit 13 generates and outputs a control signal of the air pressure of the compressed air 19 supplied to the air cylinder 5 based on the control information of the load of the cleaning brush 4 input from the outside. The D / A converter 15 converts the control signal from the control unit 13 from a digital signal to an analog signal, and outputs the signal to the electropneumatic regulator 16.
[0034]
Electropneumatic regulators 16 and 17 are provided in an air supply pipe 18 connected to the air cylinder 5. The electropneumatic regulator 16 adjusts the air pressure of the compressed air 19 passing through the air supply line 18 based on a control signal from the D / A converter 15. Thereby, the extension force of the rod 6 of the air cylinder 5 is adjusted, and the load of the cleaning brush 4 is adjusted to a predetermined value.
[0035]
In this embodiment, the substrate holding unit 7 corresponds to the substrate holding unit of the present invention, the motor 8 corresponds to the driving unit, the cleaning brush 4 corresponds to the cleaning tool, the load cell 10 corresponds to the detecting unit, and the load cell The amplifier 11 corresponds to an amplification unit, the control unit 13 corresponds to a control unit and a calculation unit, the display unit 14 corresponds to a display unit, and the A / D converter 12 corresponds to a signal conversion unit.
[0036]
Next, the output adjustment operation of the load cell amplifier 11 in the substrate cleaning apparatus having the above configuration will be described.
[0037]
When adjusting the output of the load cell amplifier 11, a load measuring device 60 (see FIG. 5) is installed below the cleaning brush 4 to measure the load when the cleaning brush 4 is lowered. At the same time, the load of the cleaning brush 4 is detected by the load cell 10, and the detected load of the cleaning brush 4 is displayed on the display unit 14. Then, the measured value of the load on the cleaning brush 4 by the load measuring device 60 is compared with the load value of the cleaning brush 4 displayed on the display unit 14, and the output of the load cell amplifier 11 is adjusted so that both values are equal. . Hereinafter, the output adjustment operation of the load cell amplifier 11 will be specifically described.
[0038]
FIG. 3 is an output characteristic diagram of the load cell. The horizontal axis X1 in FIG. 3 indicates the load applied to the load cell 10 by the hanging portion 3c of the brush holding member 3, and the vertical axis indicates the output voltage of the load cell 10 at that time. Further, the horizontal axis X2 at the upper end of FIG. 3 indicates the actually measured value of the load of the cleaning brush 4 corresponding to the load applied to the load cell 10.
[0039]
When the cleaning brush 4 is lowered, the tip of the cleaning brush 4 presses the load measuring device 60, and the tip of the hanging portion 3 c of the brush holding member 3 presses the load cell 10. The load cell 10 outputs a detection signal having an output voltage based on the output characteristic shown in FIG. 3 to the load cell amplifier 11 according to the load applied from the tip of the hanging portion 3c of the brush holding member 3.
[0040]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the output voltage adjustment in the load cell amplifier. In the load cell amplifier 11, based on the linear output characteristics of the load cell 10, the output voltage from the load cell amplifier 11 is 1 V when the brush load of the cleaning brush 4 is 0 g, and the load cell is output when the brush load of the cleaning brush 4 is 200 g. A linear amplification characteristic A corresponding to an increase in the brush load is set such that an amplification factor at which the output voltage from the amplifier 11 becomes 5 V is applied to the detection signal from the load cell 10. Then, the detection signal from the load cell 10 is amplified according to the amplification characteristic A.
[0041]
For example, in FIGS. 3 and 4, when the output voltage of the detection signal from the load cell 10 is Va, the output voltage of the output signal from the load cell amplifier 11 is amplified to Va1 and output. The output signal from the load cell amplifier 11 is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 12, and then output to the control unit 13, where the load value is calculated based on the output signal. Then, the calculated load value is displayed on the display unit 14 as the load of the cleaning brush 4.
[0042]
However, in the above example, since the voltage Va1 of the output signal from the load cell amplifier 11 is 1 V or less, if the load is calculated based on the output voltage Va1, the load value will be a negative load value. This is because the control unit 13 calculates the load value so that the load value becomes 0 g when the output voltage of the output signal from the load cell amplifier 11 is 1 V. For this reason, no load value is displayed in the column 21 of the calculated brush load value on the display unit 14 in FIG.
[0043]
On the other hand, the detection signal of the load cell 10 is displayed in the load cell analog value column 20 of the display unit 14 through the load cell amplifier 11, the A / D converter 12, and the control unit 13. Therefore, the operator can grasp the value of the load applied to the load cell 10 by referring to the load cell analog value column 20. Thereby, even when the calculated value of the brush load is not displayed, the operator can give an offset to the detection signal from the load cell 11 using the offset adjustment unit of the load cell amplifier 11.
[0044]
When the output voltage of the load cell amplifier 11 is 1 V or more, for example, when the output voltage of the load cell 10 is Vb and the output voltage of the load cell amplifier 11 is Vb1, the brush load calculation value column 21 of the display unit 14 detects the voltage. The load value of the cleaning brush 4 is displayed. In this case, the load value of the cleaning brush 4 displayed on the display unit 14 is different from the load of the cleaning brush 4 measured by the load measuring device 60. Therefore, the operator adjusts the offset adjustment unit of the load cell amplifier 11 to give an offset X to the detection signal from the load cell 10, and based on the output voltage Vb 2 of the load cell amplifier 11, the cleaning brush 4 displayed on the display unit 14. The load is matched with the load of the cleaning brush 4 measured by the load measuring device 60. Thus, the output adjustment of the load cell amplifier 55 ends.
[0045]
By providing the column 20 of the load cell analog value in the display unit 14 in this manner, the value of the detection signal from the load cell 10 is small and the output voltage of the output signal from the load cell amplifier 11 is less than 1 V. The operator can appropriately adjust the offset of the load cell amplifier 11 by checking the magnitude of the detection signal output from the load cell 10.
[0046]
Further, by displaying the value of the detection signal of the load cell 10 in the load cell analog value column 20 of the display unit 14, the operator can use any area of the output characteristics of the load cell 10 to detect the load. You can check that.
[0047]
For example, in FIG. 3, when the relationship between the load applied to the load cell 10 and the actual load applied by the cleaning brush 4 to the substrate (or the load measuring device 60) is the relationship between the horizontal axes X1 and X2 in FIG. In the load cell 10, it can be confirmed that the load is detected using the nonlinear region R2 of the output characteristic. In this case, between the detection signal from the load cell 10 based on the characteristics of the nonlinear region and the amplified signal from the load cell amplifier 11 whose amplification characteristics are set based on the assumption that the output characteristics of the load cell 10 are linear characteristics. Errors easily occur.
[0048]
Therefore, the operator adjusts the positional relationship between the load cell 10 and the hanging portion 3c of the brush holding member 3 so that the load applied to the load cell 10 and the actual load applied to the substrate (the load measuring device 60) by the cleaning brush 4 are reduced. Can be adjusted so that the relationship between the horizontal axes X1 and X3 in FIG. In this case, the load can be detected using the linear region R1 of the output characteristics of the load cell 10, so that the detection accuracy can be improved.
[0049]
Further, the value of the amplified signal from the load cell amplifier 11 based on the detection signal of the load cell 10 is displayed in the column 20 of the load cell analog value of the display unit 14, so that the operator can easily confirm the occurrence of the failure of the load cell 10. be able to.
[0050]
Although the A / D converter 12 is arranged on the output side of the load cell amplifier 11 in the above embodiment, the A / D converter 12 can be omitted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a substrate cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a display screen of a display unit.
FIG. 3 is an output characteristic diagram of a load cell.
FIG. 4 is an explanatory diagram of output voltage adjustment in a load cell amplifier.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a conventional substrate cleaning apparatus.
FIG. 6 is an output characteristic diagram of a load cell.
FIG. 7 is an explanatory diagram of output voltage adjustment in a load cell amplifier.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 brush arm 3 brush holding member 4 cleaning brush 5 air cylinder 10 load cell 11 load cell amplifier 12 A / D converter 13 control unit 14 display unit 20 load cell analog value column 21 brush load calculation value column

Claims

A substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate,
Substrate holding means for holding a substrate,
Driving means for driving the substrate holding means to rotate,
A cleaning tool provided so as to be able to contact and press the surface of the substrate held by the substrate holding means,
Detecting means for outputting a detection signal corresponding to a load applied to the substrate by the cleaning tool,
Amplifying means having an offset adjusting unit that amplifies the detection signal output from the detecting means according to an amplification characteristic set based on an assumption and gives an offset to the detecting means ,
Calculation means for calculating a load applied to the substrate by the cleaning tool based on an output signal from the amplification means,
Display means for displaying the load calculated by the calculation means and the value of the output signal from the amplification means.

The detection means outputs the detection signal as an analog signal,
2. The substrate cleaning apparatus according to claim 1 , further comprising a signal conversion unit that converts the analog signal into a digital signal and outputs the digital signal to the calculation unit.

The detecting means outputs the detection signal with an output characteristic including a nonlinear region, and the amplifying means amplifies according to an amplification characteristic set on the assumption that the output characteristic of the detection signal is a linear characteristic. 3. The apparatus for cleaning a substrate according to claim 1, wherein: